Pengaruh Variasi Tekanan Kompaksi Terhadap Sifat Magnetik pada Pembuatan Soft-Magnetic dari Serbuk Besi Cover

commit to user

i

PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP SIFAT

MAGNETIK PADA PEMBUATAN _{SOFT-MAGNETIC}

DARI SERBUK BESI

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh:

NOVIANTA MAULANA PUTRA NIM. I 1413021

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

commit to user

iv

PENGARUH VARIASI TEKANAN KOMPAKSI TERHADAP SIFAT

MAGNETIK PADA PEMBUATAN _{SOFT-MAGNETIC}

DARI SERBUK BESI

Novianta Maulana Putra

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Jl. Ir. Sutami No. 36A, Surakarta 57126, Indonesia

E-mail: anthamaulanh@gmail.com

Abstrak:

Soft-magnetik merupakan material yang sangat penting dikehidupan sehari-hari. Soft-magnetik ini banyak digunakan pada peralatan elektronik seperti pada motor listrik, AC, kulkas, televisi, kipas angin, dsb. Permintaan pasar akan soft-magnetik yang sangat besar membuat soft-magnetik sering tidak terpenuhi.

Soft-magnetic composites (SMC-s) dari serbuk besi merupakan salah satu

solusinya. Proses pembuatan SMC-s dimulai dari membuat serbuk menggunakan mesin frais dan mesin ball-milling, hingga dihasilkan serbuk besi dengan ukuran mesh 100. Selanjutnya serbuk dikalsinasi pada suhu 600oC selama 1 jam. Serbuk dicampur dengan pengikat epoxy resin dan epoxyhardener kemudian dikompaksi dengan tekanan 4 ton, 5 ton, dan 6 ton selama 1 jam, selanjutnya dilakukan uji VSM (Vibrating Sample Magnetometer) untuk mengetahui sifat magnetiknya. Dari hasil uji VSM dan pengolahan data, diperoleh kurva histerisis yang menunjukkan bahwa nilai remanensi dan permeabilitas bertambah, serta nilai koersivitas berkurang seiring dengan penambahan tekanan kompaksi. SMC-s dengan tekanan kompaksi 6 ton merupakan tekanan kompaksi yang paling optimal, yang memiliki nilai magnetik sebesar: Br = 0,041 Tesla, Hc = -6,28 kA/m, dan µ = 2,37 Wb/Am.

commit to user

v

THE EFFECT OF VARIATION COMPACTING PRESSURE ON

MAGNETIC PROPERTIES IN THE MANUFACTURE

SOFT-MAGNETIC OF IRON POWDER

Novianta Maulana Putra

Department of Mechanical Engineering, Sebelas Maret University Ir. Sutami St. Number 36A, Surakarta 57126, Indonesia

E-mail: anthamaulanh@gmail.com

Abstrack:

Soft-magnetic is very important material in daily life. Soft-magnetic is

widely used in electronic devices such as on the electric motor, air conditioner,

refrigerator, television, electric fan, etc. The high demand of soft-magnetic

materials in the market make soft-magnetic is not fulfilled. Soft-magnetic

composite (SMC-s) of iron powder is one solution. SMC-s process was began with

the manufacture of the iron powder using a milling machine and ball-milling

machines, until produced iron powder with a mesh size of the powder 100.

Further calsinated at a temperature of 600°C for 1 hour was performed. The iron

powders was mixed with binder epoxy resin and epoxy hardener then compacted

with a pressure of 4 ton, 5 ton, and 6 ton for 1 hour, then testing VSM (Vibrating

Sample Magnetometer) was conducted to determine magnetic properties. The

result of VSM test and data processing, obtained hysteresis curve show that with

increasing compacting pressure the value of remanence and permeability

increase, and coercivity decrease. SMC-s then compacted with a pressure 6 ton is

the most optimal compacted pressure, which has a magnetic field of: Br = 0,041

Tesla, Hc = -6,28 kA/m, and µ = 2,37 Wb/Am.

commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Pertama penulis panjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

telah memberikan rahmat, karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis diberikan kemudahan dalam menyelesaikan penyusunan Laporan Skripsi Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya.

Berkaitan dengan selesainya pelaksanaan penelitian dan penyusunan laporan skripsi tugas akhir ini yang juga memperoleh bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, dan dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan S1 Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T., M.T., Ph.D. selaku pembimbing I skripsi tugas akhir.

3. Bapak Dr. Miftahul Anwar, S.Si., M.Eng. selaku pembimbing II skripsi tugas akhir.

4. Bapak Dr. Joko Triyono, S.T., M.T., Bapak Teguh Triyono, S.T., M.Eng., dan Bapak Sukmaji Indro Cahyono, S.T., M.Eng. selaku dosen penguji tugas akhir. 5. Bapak Hery Tri Waloyo, S.T., M.T. dan Bapak Agus Mujianto, S.T., M.T.

selaku asisten dosen sekaligus pembimbing di lapangan.

6. Seluruh Dosen dan Staf Karyawan Program S1 Teknik Mesin FT UNS yang telah membantu dalam pelaksanaan skripsi tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa pengerjaan Laporan Skripsi Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan kelemahan sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis berharap agar Laporan Skripsi Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, Maret 2016

commit to user

HALAMAN PENGESAHAN_{... iii}

ABSTRAK_{... iv}

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang... 1

1.2Perumusan Masalah... 2

1.3Batasan Masalah... 2

1.4Tujuan dan Manfaat... 2

1.5Sistematika Penulisan... 3

BAB II LANDASAN TEORI _{2.1 Tinjauan Pustaka... 4}

2.2 Dasar Teori... 6

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian... 21

3.2 Alat dan Bahan... 21

3.3 Prosedur Penelitian... 22

3.4 Diagram Alir Proses Penelitian... 22

3.5 Dimensi Spesimen Uji VSM... 24

3.6 Metode Pengujian VSM... 24

commit to user

viii

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1Hasil Penelitian... 26

4.2 Pembahasan... 30

4.3 Validasi antara Spesimen SMC-sdengan Laminate... 34

BAB V PENUTUP 5.1Kesimpulan... 37

5.2Saran... 37

DAFTAR PUSTAKA _{... xiii}

commit to user

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arah momen magnetik bahan non magnetik... 7

Gambar 2.2 Arah momen magnetik bahan magnetik... 7

Gambar 2.3 Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi medan magnet luar... 9

Gambar 2.4 Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan magnet luar... 9

Gambar 2.5 Kurva histerisis... 11

Gambar 2.6 Kurva histerisis material magnet lunak dan keras... 14

Gambar 2.7 Proses kompaksi dengan penekanan satu arah... 16

Gambar 2.8 Alat uji VSM tipe Oxford VSM 1.2 H... 20

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian... 22

Gambar 3.2 Posisi sample uji VSM... 25

Gambar 3.3 Hasil keluaran dari VSM... 25

Gambar 4.1 Kurva histerisis uji VSM spesimen laminate... 26

Gambar 4.2 Kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s kompaksi 4 ton... 27

Gambar 4.3 Kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s kompaksi 5 ton... 28

Gambar 4.4 Kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s kompaksi 6 ton... 29

Gambar 4.5 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap koersivitas... 30

Gambar 4.6 Grafik pengaruh tekanan kompaksi terhadap remanensi... 31

commit to user

x

DAFTAR TABEL

commit to user

µ Permeabilitas magnet (Wb/Am)

o Permeabilitas ruang kosong (Wb/Am)

commit to user

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil olah data uji VSM spesimen laminate

Lampiran 2. Hasil olah data uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 4 ton Lampiran 3. Hasil olah data uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 5 ton Lampiran 4. Hasil olah data uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 6 ton Lampiran 5. Tabel satuan unit magnetik

Lampiran 6. Perhitungan hasil perbandingan antara serbuk besi dengan epoxy Lampiran 7. Perhitungan hasil interpolasi nilai remanensi (Br)

Lampiran 8. Perhitungan hasil interpolasi nilai koersivitas (Hc)

Lampiran 9. Perhitungan hasil nilai permeabilitas (µ)

Lampiran 10. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen laminate

Lampiran 11. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 4 ton

Lampiran 12. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 5 ton

Lampiran 13. Perbesaran gambar kurva histerisis uji VSM spesimen SMC-s tekanan kompaksi 6 ton